安科瑞 劉邁

　　摘(zhāi)要：煤礦(kuàng)供電(diàn)係統是煤(méi)礦生產(chǎn)的(dí)重要動力(lì)保障 , 一旦電力(lì)中斷 , 生(shēng)產將被迫停止(zhǐ) , 同時停電後(hòu)容易(yì)發(fā)生瓦(wǎ)斯積聚(jù)爆炸，淹(yān)井(jǐng)等惡性事故(gù)，現有配電室采(cǎi)用(yòng)不同廠商(shāng)的保(bǎo)護(hù)裝(zhuāng)

　　置(zhì)產(chǎn)品，沒(méi)有形成有效的監控配電係統，不便於(yú)管(guǎn)理和(hé)實(shí)現無(wú)人值守(shǒu)。因此，迫(pò)切(qiē)需(xū)要一套(tào)智能監控(kòng)配電係統來保(bǎo)護礦(kuàng)井的供電安(ān)全。目前，通(tōng)過使用(yòng)電子計(jì)算機達(dá)到(dào)以對(duì)信(xìn)息進(jìn)行(háng)收集(jí)，傳(chuán)送(sòng)以(yǐ)及(jí)處理(lǐ)為(wéi)目的(dí)的(dí)*電(diàn)力綜合自(zì)動化(huà)係(xì)統，能保證電(diàn)網(wǎng)的(dí)安(ān)全(quán)，可(kě)靠和(hé)經(jīng)濟運(yùn)行。

　　01概(gài)述

　　本文所研究的(dí)某大型現代化(huà)生(shēng)產(chǎn)礦(kuàng)井(jǐng)的運(yùn)行(háng)特(tè)點為(wéi)工(gōng)作負(fù)荷大，分(fēn)布廣(guǎng)泛(fàn)，供(gōng)電係(xì)統(tǒng)復雜，其中(zhōng)地(dì)麵(miàn) 6kV 變電(diàn)所(suǒ)，6kV 高壓(yā)機房，箱(xiāng)式變壓(yā)器有(yǒu) 16 個(gè)，分(fēn)布地(dì)麵工業廣場(cháng)，東風井(jǐng)，北風井，西風井，相(xiāng)互之(zhī)間距離(lí)較遠，通過建(jiàn)立地麵電(diàn)力集(jí)中(zhōng)自動化(huà)係統(tǒng)，將(jiāng)數據(jù)信息傳送到地麵自動(dòng)化(huà)控(kòng)製中心，實(shí)現(xiàn)實時監測監控(kòng)和操(cāo)控等功能(néng)，並(bìng)且可(kě)以通過 OPC 接口轉發向礦井(jǐng)綜(zōng)合(hé)自動化(huà)平台提供電(diàn)網(wǎng)相(xiāng)關(guān)的運(yùn)行參數。

　　02礦(kuàng)井地麵電力綜(zōng)合自(zì)動化係統(tǒng)

　　安科瑞(ruì)化工(gōng)礦井地(dì)麵電力綜合(hé)自動化係統概述(shù)

　　該(gāi)礦地(dì)麵電(diàn)力綜(zōng)合自動化(huà)係統站控層，通信層(céng)，保護間隔(gé)層(céng)這(zhè)主(zhǔ)要(yào)的(dí)三(sān)部分共(gòng)同組成。地麵(miàn)電(diàn)力(lì)綜合自(zì)動(dòng)化係統(tǒng)的主幹(gān)通訊網(wǎng)絡(luò)，依(yī)靠礦已(yǐ)經(jīng)建設(shè)的 6 個地麵變電所安裝(zhuāng)的工(gōng)業環網(wǎng)以太網(wǎng)交(jiāo)換機，實現網絡(luò)通(tōng)訊。在(zài)變電所(suǒ)內安裝通訊(xùn)管(guǎn)理機，通(tōng)訊管理機(jī)具有(yǒu)上(shàng)行網絡光(guāng) / 電口和下(xià)行(háng) 485 接口，上行(háng)通(tōng)過網(wǎng)絡電(diàn)口(kǒu)接入(rù)到(dào)就近(jìn)的環(huán)網交換機(jī)內進行與(yǔ)已經建立的電(diàn)力(lì)監控(kòng)係統進行通訊(xùn)，下(xià)行 RS485 接(jiē)口(kǒu)與變電所(suǒ)內的高壓綜保相(xiāng)連接(jiē)，實(shí)現(xiàn)綜(zōng)保(bǎo)數據(jù)的采集(jí)及(jí)控製功(gōng)能。而相關數(shù)據的實時收集(jí)工作(zuò)，主要是(shì)通過站控層(céng)實現的，其(qí)收集(jí)信(xìn)息的裝(zhuāng)置首先通過現(xiàn)場總(zǒng)綫與(yǔ)通(tōng)信管理(lǐ)機(jī)相連後，再(zài)與(yǔ)通(tōng)信(xìn)網絡層的工業(yè)以太(tài)網交換機(jī)與監控管理層建立聯係。通信服務器與通信控(kòng)製處理軟(ruǎn)件兩部分共同(tóng)組成(chéng)了通訊網(wǎng)絡。通(tōng)信(xìn)網(wǎng)絡(luò)主要是(shì)通過對電網運行(háng)實時(shí)信(xìn)息(xī)的采集和(hé)處(chǔ)理來反映(yìng)各(gè)變電所(suǒ)實(shí)時的(dí)運行情況(kuàng)，以便於(yú)相(xiāng)關人

　　員能(néng)實時監(jiān)測係統的動態，迅(xùn)速(sù)掌(zhǎng)握係(xì)統的(dí)變化，以(yǐ)達到(dào)對該礦區地麵變電所調度(dù)的集中(zhōng)。

　　安科瑞(ruì)化工(gōng)礦井(jǐng)地麵電力綜合(hé)自動(dòng)化(huà)係統組成

　　在(zài)硬件方麵，該係統主要由為通訊管理機，服(fú)務器以及監控中心工作站等設備組成(chéng)。服務器采用雙(shuāng)份熱備用(yòng)運行(háng)模(mó)式，保(bǎo)證(zhèng)係(xì)統(tǒng)可(kě)靠。其(qí)中通訊(xùn)管理機(jī)共(gòng)計設置(zhì) 8 台，根據礦(kuàng)工業(yè)廣場(cháng)變電所的(dí)距離設置，其(qí)主要(yào)功能是具(jù)有多(duō)個(gè)下(xià)行通訊(xùn)接(jiē)口及一個或(huò)者(zhě)多(duō)個(gè)上行(háng)網(wǎng)絡(luò)接(jiē)口(kǒu)，將(jiāng)變電所內所(suǒ)有的智(zhì)能監控，保護裝(zhuāng)置(zhì)的通(tōng)訊數(shù)據整理(lǐ)匯(huì)總後，實時上送監(jiān)控(kòng)中心(xīn)後台(tái)機，完成遙信，遙(yáo)測功(gōng)能；另(lìng)一(yī)方麵(miàn)接收後台機下達的(dí)命(mìng)令，並轉(zhuǎn)發(fā)給變(biàn)電(diàn)所內的智(zhì)能控(kòng)製單元，完成(chéng)對變電(diàn)所內(nèi)各開關(guān)設備的(dí)分，合閘(zhá)遠(yuǎn)方控(kòng)製(zhì)，參數整(zhěng)定(dìng)，實現(xiàn)遙控和(hé)遙調(tiáo)功能；同(tóng)時(shí)配(pèi)備多個串(chuàn)行接(jiē)口，便於變電所內的其(qí)它(tā)智能設(shè)備(bèi)通訊(xùn)。

　　2 台服務(wù)器放置在(zài)服務器(qì)機房，實(shí)現對整(zhěng)個礦區(qū)全部(bù)變電所的(dí)所(suǒ)有(yǒu)設備的(dí)運行(háng)情況進行監(jiān)測與(yǔ)控製(zhì)。若(ruò)一台服(fú)務器(qì)發生(shēng)故(gù)障，另一台服(fú)務器(qì)則在執行本身(shēn)功(gōng)能的(dí)基(jī)礎(chǔ)上，還會(huì)替(tì)代故障服務器(qì)的(dí)功能(néng)，即(jí)執行(háng)所(suǒ)有(yǒu)功能(néng)。

　　2 台監控中(zhōng)心工作(zuò)站放置在地(dì)麵自動化控製中(zhōng)心(xīn)，有人(rén)員專門值(zhí)守，負責對全(quán)礦(kuàng)各(gè)變電所進(jìn)行(háng)實(shí)時的監(jiān)控(kòng)，做(zuò)到遠(yuǎn)程控(kòng)製。

　　礦井地麵電(diàn)力(lì)綜合自動(dòng)化係(xì)統係統(tǒng)功(gōng)能(néng)

　　對實時(shí)數(shù)據進行(háng)采(cǎi)集，處(chǔ)理，整(zhěng)個(gè)工(gōng)作(zuò)係(xì)統的監視與控製(zhì)是(shì)礦井地(dì)麵電力(lì)綜合(hé)自動化係統的主(zhǔ)要(yào)功能。下麵將(jiāng)主(zhǔ)要(yào)將(jiāng)從數據(jù)采集(jí)和(hé)處(chǔ)理功(gōng)能兩方麵對(duì)該(gāi)係(xì)統(tǒng)實現(xiàn)的功能進行(háng)闡(chǎn)述。

　　（1）數(shù)據(jù)采(cǎi)集功能。數(shù)據采(cǎi)集是(shì)該(gāi)係統(tǒng)工(gōng)作(zuò)的最(zuì)基(jī)礎的部分(fēn)，係(xì)統(tǒng)通過實(shí)時收集各(gè)監(jiān)控子(zǐ)站傳(chuán)出(chū)的(dí)參(cān)數（如電流(liú)電(diàn)壓值，有(yǒu)功功率，無功功(gōng)率，功率因數(shù)，電(diàn)度，開(kāi)關所(suǒ)處(chǔ)狀態，通信(xìn)狀(zhuàng)態，保護器定值(zhí)等）來達(dá)到(dào)對礦井地麵電網的遠(yuǎn)程監(jiān)控(kòng)的目的。數據庫係(xì)統(tǒng)則是(shì)以 SQL Sever 2008 係統(tǒng)為(wéi)基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)的(dí)數據(jù)庫管理(lǐ)係統。

　　（2）數據處(chǔ)理功(gōng)能(néng)。係(xì)統的數(shù)據(jù)處(chǔ)理(lǐ)功(gōng)能是(shì)將各種數(shù)據全(quán)部采集(jí)之後執(zhí)行的(dí)，最終實(shí)現(xiàn)變(biàn)電所內(nèi)開關的遠(yuǎn)程遙測，遙控，遙(yáo)調，要信(xìn)等(děng)功(gōng)能，以及(jí)在綫(xiàn)參數監(jiān)測，故(gù)障(zhàng)定(dìng)位報警，歷(lì)史(shǐ)數據查(chá)詢，數據統(tǒng)計(jì)分析，用電計(jì)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)，開(kāi)關變(biàn)位告警，保護(hù)動作(zuò)告警(jǐng)，電壓電流(liú)越(yuè)限(xiàn)告警，並有(yǒu)文(wén)字窗(chuāng)口(kǒu)，聲(shēng)音提(tí)示，短信發(fā)送等(děng)功(gōng)能。

　　係統可(kě)靠(kào)性

　　電力綜合(hé)自動(dòng)化係統(tǒng)在(zài)礦(kuàng)井(jǐng)地麵(miàn)變(biàn)電(diàn)站中(zhōng)具有良好的應用價值，能夠(gòu)在維(wéi)護(hù)變(biàn)電站安(ān)全穩(wěn)定運行(háng)的同(tóng)時(shí)，促進(jìn)變電(diàn)站(zhàn)管理水平的(dí)不(bù)斷提升，對智(zhì)能(néng)變電站的設(shè)備運(yùn)行及(jí)電能消(xiāo)耗進行(háng)科學化(huà)控製(zhì)，從(cóng)而(ér)保證電力企業(yè)的(dí)綜合效益。同時(shí)能(néng)提前發出故障警報(bào)，便於相關技(jì)術人員(yuán)及(jí)時發(fā)現(xiàn)電力(lì)係(xì)統中存(cún)在的(dí)問題(tí)，從而降低電(diàn)力事(shì)故(gù)發生幾率。

　　03變電站綜(zōng)合(hé)自動化係統產品介(jiè)紹(shào)與選(xuǎn)型(xíng)

　　係統(tǒng)功能(néng)

　　（1）實時(shí)監(jiān)測(cè)

　　Acrel-1000變電站綜合自(zì)動化係(xì)統，以配電(diàn)一(yī)次(cì)圖(tú)的形(xíng)式(shì)直觀(guān)顯示配(pèi)電綫路的運行(háng)狀(zhuàng)態，實時監(jiān)測各(gè)回路(lù)電壓，電流，功率，功率因(yīn)數等(děng)電參數信息，動(dòng)態監視各配電回路(lù)斷路器，隔離開關，地刀(dāo)等合(hé)，分(fēn)閘(zhá)狀態及有關故(gù)障，告警等(děng)信(xìn)號。

　　（2）報警(jǐng)處理(lǐ)

　　監(jiān)控(kòng)係統具(jù)有事(shì)故(gù)報(bào)警(jǐng)功能(néng)。事(shì)故報警包(bāo)括(kuò)非正(zhèng)常操(cāo)作引起的斷路器(qì)跳(tiào)閘(zhá)和(hé)保護(hù)裝置動作信(xìn)號；預告(gào)報警包括(kuò)一般(bān)設(shè)備變位(wèi)，狀態(tài)異常(cháng)信息，模(mó)擬量或溫(wēn)度量越限(xiàn)等。

　　1） 事(shì)故報(bào)警。事(shì)故狀(zhuàng)態方式時(shí)，事(shì)故報(bào)警立(lì)即(jí)發(fā)出(chū)音(yīn)響(xiǎng)報警(jǐng)（報(bào)警(jǐng)音量任(rèn)意調節），操(cāo)作(zuò)員工作(zuò)站的(dí)顯示畫麵(miàn)上(shàng)用顏色改變(biàn)並閃爍表示該(gāi)設備變位(wèi)，同時(shí)彈窗顯(xiǎn)示紅色(sè)報(bào)警條文(wén)，報(bào)警分為(wéi)實時(shí)報警和(hé)歷史報警(jǐng)，歷(lì)史(shǐ)報警(jǐng)條(tiáo)文(wén)具(jù)備選(xuǎn)擇(zé)查詢(xún)並打印的功(gōng)能(néng)。

　　事(shì)故報(bào)警(jǐng)通過手(shǒu)動(dòng)，每(měi)次確認(rèn)一次(cì)報警。報(bào)警一(yī)旦確認，聲音，閃(shǎn)光(guāng)即(jí)停止(zhǐ)。

　　次(cì)事(shì)故(gù)報警發生階段，允許下一(yī)個報(bào)警(jǐng)信號(hào)進(jìn)入，即次報(bào)警不覆蓋(gài)上一次(cì)的報警內容。報警處理具(jù)備(bèi)在主(zhǔ)計(jì)算機上予以定(dìng)義或退出的功(gōng)能(néng)。

　　2） 對(duì)每一(yī)測量值（包括計算量(liáng)值(zhí)），由用(yòng)戶序(xù)列設(shè)置四(sì)種規定(dìng)的運(yùn)行(háng)限值（物理下限(xiàn)，告(gào)警(jǐng)下限，告(gào)警上(shàng)限，物(wù)理上(shàng)限），分別(bié)定義作(zuò)為預告報警和(hé)事故(gù)報警(jǐng)。

　　3） 開關(guān)事(shì)故跳閘到(dào)設(shè)置的次數(shù)或(huò)開關拉(lā)閘(zhá)到(dào)設(shè)置(zhì)的次(cì)數，推(tuī)出報警信息，提示用(yòng)戶檢修(xiū)。

　　4）報(bào)警(jǐng)方式(shì)。

　　報警(jǐng)方(fāng)式具有多(duō)種(zhǒng)表(biǎo)現形式，包(bāo)括(kuò)彈窗(chuāng)，畫(huà)麵閃爍，聲光報警器(qì)，語(yǔ)音(yīn)，短信，電話等(děng)但(dàn)不(bù)限(xiàn)於以上幾種方式，用(yòng)戶根據自(zì)己的(dí)需(xū)要添加或(huò)修改報警信息。

　　（3）調(tiáo)節(jié)與控製(zhì)

　　操(cāo)作(zuò)員(yuán)對需(xū)要(yào)控製的(dí)電(diàn)氣設(shè)備進行控(kòng)製(zhì)操(cāo)作。監(jiān)控係統具(jù)有操作監(jiān)護功(gōng)能，允許監(jiān)護人員在操作員工作站(zhàn)上(shàng)實施監護，避(bì)免誤操(cāo)作(zuò)。

　　操(cāo)作(zuò)控(kòng)製(zhì)分為四(sì)級：

　　一級(jí)控製，設備就地檢(jiǎn)修控製。具(jù)有優(yōu)先(xiān)級的控(kòng)製權。當操作(zuò)人員將就(jiù)地(dì)設備的遠(yuǎn)方/就(jiù)地切(qiē)換開關放(fàng)在就地(dì)位(wèi)置時(shí)，將(jiāng)閉(bì)鎖所有(yǒu)其(qí)他(tā)控製功(gōng)能，隻(zhī)進行現場操(cāo)作。

　　二級控製(zhì)，間(jiān)隔層(céng)後備控製(zhì)。其與(yǔ)第三(sān)級控製的(dí)切換在(zài)間(jiān)隔層(céng)完成(chéng)。

　　三級控製(zhì)，站(zhàn)控層(céng)控(kòng)製。該(gāi)級控(kòng)製在(zài)操作(zuò)員工(gōng)作站上完成，具有(yǒu)遠(yuǎn)方(fāng)/站(zhàn)控層的(dí)切(qiē)換。

　　四(sì)級控製(zhì)，遠(yuǎn)方(fāng)控製，優先(xiān)級。

　　原則(zé)上(shàng)間(jiān)隔層(céng)控(kòng)製和(hé)設備就地(dì)控(kòng)製(zhì)作為後備(bèi)操作或檢修操作手段。為防(fáng)止誤(wù)操作，在(zài)任何控(kòng)製(zhì)方式下都(dū)需采(cǎi)用(yòng)分步操(cāo)作，即選擇，返(fǎn)校，執(zhí)行，並在站(zhàn)級層設置(zhì)操作員，監(jiān)護員口(kǒu)令及綫路(lù)代(dài)碼(mǎ)，以確(què)保操(cāo)作(zuò)的(dí)安全性(xìng)和(hé)正(zhèng)確(què)性。對任何操(cāo)作方式(shì)，保(bǎo)證(zhèng)隻有在(zài)上(shàng)一次(cì)操作步(bù)驟(zhòu)完成後，才(cái)進(jìn)行(háng)下一步(bù)操作。同一時(shí)間(jiān)隻允(yǔn)許(xǔ)一種(zhǒng)控製方式。

　　納入控(kòng)製的設備有：35kV及以(yǐ)下斷路(lù)器；35kV及以(yǐ)下隔(gé)離開關及(jí)帶電動機(jī)構(gòu)的(dí)接(jiē)地(dì)開(kāi)關；站(zhàn)用(yòng)電380V斷(duàn)路器(qì)；主(zhǔ)變壓器(qì)分(fēn)接頭；繼電(diàn)保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方(fāng)復歸及遠(yuǎn)方投退連(lián)接(jiē)片(piàn)。

　　定時(shí)控(kòng)製(zhì)。操(cāo)作(zuò)員(yuán)對需要(yào)控(kòng)製的電(diàn)氣設(shè)備進(jìn)行(háng)定時控(kòng)製操(cāo)作，設(shè)定(dìng)啟(qǐ)動(dòng)和(hé)關(guān)閉(bì)時(shí)間(jiān)，完成定(dìng)時(shí)控製。

　　監(jiān)控係(xì)統(tǒng)的(dí)控製輸出(chū)。控(kòng)製輸(shū)出(chū)的接(jiē)點(diǎn)為無源(yuán)接點，接點的容量對直(zhí)流為110V（220V），5A，對(duì)交(jiāo)流為(wéi)220V，5A。

　　（4）用戶權限管理

　　係(xì)統(tǒng)設置(zhì)了用(yòng)戶(hù)權限管理(lǐ)功能(néng)，通過(guò)用戶權(quán)限(xiàn)管理能(néng)夠防止(zhǐ)未(wèi)經授權的(dí)操作(zuò)係(xì)統可(kě)以(yǐ)定(dìng)義不同操(cāo)作(zuò)權限的(dí)權限組(zǔ)（如管(guǎn)理(lǐ)員(yuán)，維護(hù)員，值班員組(zǔ)等(děng)），在(zài)每個權限(xiàn)組(zǔ)裏添加用戶名和密碼(mǎ)，為係(xì)統運(yùn)行，維(wéi)護，管理提供(gōng)可(kě)靠的安全保(bǎo)障(zhàng)。

　　係(xì)統硬件配置

　　04

　　結(jié)束語

　　無(wú)論(lùn)是(shì)對企業(yè)本(běn)身來(lái)說(shuō)還(huán)是對(duì)社(shè)會來(lái)說(shuō)，礦井地(dì)麵(miàn)電力綜合(hé)自動化係(xì)統(tǒng)的應用(yòng)都(dū)是(shì)及其(qí)有利的。對企業自身(shēn)來說，該(gāi)係(xì)統的應用在(zài)更大程(chéng)度上保(bǎo)證了相(xiāng)關(guān)工作人(rén)員(yuán)的(dí)人身安(ān)全，提高有(yǒu)關(guān)用(yòng)電管理方(fāng)麵的(dí)效率，降低(dī)噸煤電(diàn)耗，大(dà)大改(gǎi)善(shàn)了(liǎo)工作條件，提高(gāo)企(qǐ)業的(dí)盈利水(shuǐ)平以及市場(cháng)競爭(zhēng)力。對(duì)社會(huì)來說，該(gāi)係統的應用可(kě)以減少企(qǐ)業對能(néng)源(yuán)的(dí)消耗的(dí)同時也(yě)可以(yǐ)做(zuò)到對環(huán)境(jìng)的(dí)影響更(gēng)小。